Practica06_InformaticaIndustrial_Rogelio_Manríquez_Cobián - Rogelio Manríquez Cobián (4)

Vista previa del material en texto

©2022 IEEE 
Informática Industrial: Práctica No. 6 
Sensor Inductivo (conexión y uso) 
Universidad de Guanajuato – Campus Salamanca 
18 de octubre del 2022 
 Rogelio Manríquez Cobián 
Ingeniería en Sistemas Computacionales 
Universidad de Guanajuato DICIS 
Salamanca, Guanajuato, México 
r.manriquezcobian@ugto.mx 
 
 
Resumen—En la siguiente práctica se encontrará la manera 
de cómo funcionan los sensores inductivos realizando un análisis 
de su estructura y después su conexión, además de sintetizar el 
circuito diseñado en clase para su implementación y observar 
los resultados que se obtienen para discutirse. 
Palabras clave— sensores, inductivo, fuente de poder, PNP, 
relevadores. 
I. INTRODUCCIÓN 
 En esta práctica se analiza el funcionamiento de un sensor 
industrial de tipo inductivo el cual nos ayudará a entender su 
configuración principal de la forma PNP, la cual nos sirve para 
que la corriente de salida fluya desde el emisor al colector, 
además, se usará una bombilla eléctrica para comprobar su 
correcto funcionamiento de manera visual. 
 El correcto uso de los sensores inductivos abre un mundo 
de posibilidades en la realización de sistemas de control en la 
industria gracias a su versatilidad. Como sistemas de control 
con la detección de tope final en productos comerciales. 
 Además, se implementará un sistema de enclavamiento 
que enciende con la cercanía de una moneda de metal hacia el 
sensor, permitiendo energizar el circuito manteniéndolo 
encendido hasta desenclavar el circuito con un botón de paro. 
 A continuación, se analizan los equipos, materiales y 
fundamentos requeridos para el desarrollo de la práctica, para 
posteriormente aplicarlo a tres diferentes sistemas de control 
de forma física. 
II. EQUIPO Y MATERIAL 
A. Material 
Para esta práctica los materiales utilizados son los 
siguientes: 
 
• Sensor Inductivo. 
• 2 relevadores 12𝑉𝐶𝐷 automotriz. 
• 1 botón pulsadores (rojo) 
• 1 socket 
• 1 foco 
• 1 moneda de metal ($5) 
B. Equipo 
• Multímetro 
• Caimanes 
• Fuente de poder 
III. FUNDAMENTO 
 Antes de comenzar con el desarrollo de la práctica, es 
importante saber algunos conceptos clave de los cuales se 
explicarán a continuación: 
• Sensor Inductivo: 
 Un sensor inductivo tiene la tarea de determinar sin 
contacto la distancia hasta un objeto metálico. Si no se llega a 
una distancia determinada (la distancia de conmutación S) el 
sensor dispara una acción. Por tanto, es una herramienta 
indispensable en la automatización. [1] 
• Relevador: 
Es un aparato eléctrico que funciona como un interruptor, 
abriendo y cerrando el paso de la corriente eléctrica, pero 
accionado eléctricamente. [2] 
 También, se describe brevemente el funcionamiento del 
siguiente material: 
• Funcionamiento de un sensor inductivo: 
El principal funcionamiento de un sensor inductivo 
dispone de una superficie activa en su lado frontal que 
fácticamente es un oscilador. Dicho oscilador produce un 
campo magnético en un semicírculo. Un objeto metálico 
introducido en el campo lo debilita. 
De este modo el sensor puede reconocer a qué distancia 
está y actuar en correspondencia. Dependiendo del modelo, la 
distancia de medición está entre 0,5 y 50 milímetros. 
Si una pieza determinada se encuentra por debajo de esta 
distancia, el sensor inicia el movimiento de un brazo. El 
número de acciones que puede activar un sensor inductivo por 
segundo se llama frecuencia de conmutación. Este valor suele 
encontrarse entre varios centenares y varios miles de 
conmutaciones. [1] 
• Funcionamiento de un relevador: 
El funcionamiento del relevador se basa en alimentar con 
corriente eléctrica la bobina (área de control) con 12 volts en 
el 86 de la bobina y con tierra en el 85 de la misma. Una vez 
esto sucede la bobina se energiza actuando como un electro 
magneto, el cual logra que el conductor que une el polo común 
(30) con el tiro normalmente cerrado (87ª) se mueva para 
ahora conducir el paso de corriente del polo (30) al tiro 
normalmente abierto (87). 
En el momento que se retira la corriente de la bobina, este 
vuelve a su estado de reposo conectando nuevamente el polo 
(30) con el tiro normalmente cerrado (87a). 
En la Fig. 1 se encuentra el diagrama representativo de un 
relevador de un polo dos tiros en su parte interior [3]: 
 
IV. EJEMPLO DE DISEÑO 
 A continuación, se mostrarán tres circuitos eléctricos 
diseñados en clase, para su implementación en dicho trabajo 
para luego armarse y realizar posteriormente el desarrollo de 
este mismo y discutir los resultados Fig. 1: 
 
 
A. Circuito Eléctrico 1 
 
Fig 1 - Circuito N.C. 
 
B. Circuito Eléctrico 2 
 
Fig 2 - Circuito N.A. 
 
C. Circuito Eléctrico 3 
 
Fig 3 - Circuito con enclavamiento. 
 
V. DESARROLLO 
En este apartado se explicarán algunas características 
destacadas de los circuitos anteriores que se tomaron en 
cuenta para su correcto funcionamiento. 
 
A. Circuito Eléctrico 1 
Se trabaja con un solo relevador en el cual utilizaremos 
las terminales principales de la bobina y las terminales 87 y 
30 para realizar el funcionamiento del N.C, así que, con esta 
configuración mantendremos nuestra bombilla encendida, la 
cual tiene contacto hacia una corriente alterna de 120V, por 
lo tanto, cuando el sensor mande una señal gracias a la 
Ilustración 1 - Sensor Inductivo 
Ilustración 2 - Diagrama de un relevador 
moneda, desactivará la bombilla del relevador y se abrirá este 
circuito para que no pase corriente. 
B. Circuito Eléctrico 2 
Aquí sucede lo contrario que el circuito de N.C, el 
relevador se encuentra abierto en las terminales 87 y 30, aquí 
la bombilla se encontrará apagado, entonces cuando el sensor 
mande una señal de activación gracias a la moneda, 
energizará la bobina del relevador de las terminales 85 y 86 y 
cerrará el circuito para el encendido del foco, una vez que el 
sensor no detecte el metal, se volverá a apagar el foco. 
 
C. Circuito Eléctrico 3 
Tenemos dos apartados del relevador, la parte izquierda 
se encuentra el sistema de control y la parte derecha la de 
potencia. El sistema de control es muy importante, ya que este 
energizará el circuito una vez que el sensor mande una señal 
de activación y realice el enclavamiento pasando todo esto al 
sistema de potencia que hace el encendido del foco. 
 
Y para su desactivación, utilizaremos un push-button en 
el apartado de sistema de control para cortar la corriente que 
pasa del relevador izquierdo al derecho y hacer apagar la 
bombilla. 
 
VI. PRUEBAS Y RESULTADO 
 Posteriormente se va a realizar las pruebas de los circuitos 
una vez armados y después observaremos su comportamiento 
y se comentará. Teniendo el primer circuito hecho, 
comenzaremos energizando el circuito con la fuente de poder 
a 12V como en la Fig. 4: 
A. Circuito N.C. 
Una vez armado, energizamos el circuito con ayuda de la 
fuente de poder a 12 V. Lo que se observará primero será que 
el circuito está cerrado y, por lo tanto, para comprobarlo se 
conectó un foco para saber únicamente si funciona la 
configuración correctamente. 
 
 
Fig 4 - Circuito N.C. (energizado a 12V) 
 Ahora comprobando que funciona la primera parte del 
circuito, se comprobará la desactivación del circuito 
pasándolo a N.A realizando una activación del sensor con 
ayuda de una moneda de metal como se muestra en la Fig. 5: 
 
Fig 5 - Circuito N.C. (apagado mediante una moneda de metal) 
Esta desactivación o apagado del foco, fue gracias a la 
señal que manda el sensor al relevador a la bobina, la cual 
deja de energizarla y abre el circuito para que ya no pase 
corriente al foco. 
B. Circuito N.A. 
Realizamos el armado del circuito de N.A. de manera 
física como se muestra en la Fig. 6 y describiremos lo esencial 
de este apartado. 
 
 
Fig 6 - Circuito N.A. (energizado a 12V) 
 Teniendo todo listo, activamos nuestra fuente de poder a 
12V y observamos que el foco no enciende,lo cual quiere 
decir que es una buena señal, porque se está comportando de 
acuerdo con el diseño propuesto, por lo tanto, para poder 
confirmar que funciona, cerraremos el circuito con ayuda del 
sensor inductivo junto con una moneda de metal que se 
ocupará de mandar una señal, para que la bobina del relevador 
se energicé y encienda el foco como en la Fig. 7. 
 
Fig 7 - Circuito N.A. (encendido mediante una moneda de metal) 
Vemos que el circuito normalmente abierto funciona 
correctamente, además, podemos seguir realizando varias 
pruebas quitando la moneda del sensor para que vuelva a su 
estado de apagado el foco. 
 
C. Circuito Enclavamiento. 
En este punto acerca del circuito, se nota el uso de dos 
relevadores, uno de ellos tendrá el control del enclavamiento 
para el encendido del foco y el otro relevador, hará dos 
trabajos de funcionamiento para el paso de señal del sensor y 
el botón de paro para el apagado del foco en la Fig. 8. 
 
 
Fig 8 - Circuito de enclavamiento (energizado a 12V) 
 Ahora, acercando la moneda de metal a sensor, vemos que 
éste energiza ambos relevadores haciendo que el circuito se 
cierre y encienda el foco, y sin importar que la moneda sea 
retira del sensor, este circuito seguirá encendido Fig. 9. 
 
Fig 9 - Circuito de enclavamiento (activado por moneda de metal) 
 Podemos dejar un tiempo el circuito enclavado y no se 
apagará, hasta que tenga una desactivación en la bobina del 
primer relevador que está conectado al push-button de color 
rojo, una vez presionado este botón, el primer relevador se 
dejará de energizar y, por consiguiente, el relevador que 
mantiene el control del encendido del foco, también se 
desactivará haciendo que el foco se apague por completo Fig. 
10. 
 
 
Fig 10 - Circuito de enclavamiento (desactivado mediante un 
push-button) 
 
VII. CONCLUSIÓN 
 Realizar esta práctica estuvo muy interesante, ya que, 
antes de realizar la práctica, se vio la parte teórica de sensores 
en clase, gracias a la explicación del Mtro. Marco Antonio, y 
fue muy importante comprenderlo porque este tipo de 
dispositivos son los que se utilizan en su mayor parte en la 
industria. Además, se estuvo aprendiendo acerca del diseño 
del circuito para las prácticas que se realizaron, porque fue 
sumamente importante la manera en cómo se conectaban estos 
dispositivos, ya que si se conectaban de manera errónea 
podrían ser dañados y son dispositivos algo costosos por ser 
del área industrial. 
 Después, implementar los circuitos de manera física fue 
más rápido de lo que se creía, por la razón de que seguimos 
trabajando con relevadores con las configuraciones de N.A y 
N.C y enclavamiento de los cuales son muy útiles para realizar 
tareas específicas de acuerdo con la aplicación que se desea 
hacer. Sin embargo, utilizar el sensor tiene una desventaja a 
mi parecer, ya que su área de detección de metales es muy 
pequeña y, por lo tanto, para que este sea activado debe tener 
los metales a una distancia milimétrica, además de tener una 
alta sensibilidad a campos electromagnéticos, entonces esta 
configuración dependerá bastante tomarlas en cuenta para 
futuras aplicaciones que se quieran realizar. 
REFERENCIAS 
[1] Rechner Sensors. (s. f.). Sensor inductivo - Rechner 
Sensors. https://www.rechner-
sensors.com/es/documentacion/knowledge/sensor-inductivo 
 
[2] AREATECNOLOGIA. “Relé o Relevador. Qué es, Tipos, 
Funcionamiento Aprende fácil”. Tecnología Fácil: 
Electricidad, Electrónica, Informática, etc. 
https://www.areatecnologia.com/electricidad/rele.html 
 
[3] “Bloqueo de motor con relevador | Rastreo Satelital”. GPS 
México. https://www.gpsmexico.net/funcion-del-relevador-
en-bloqueos-de-motor/ (accedido el 9 de septiembre de 2022). 
https://www.rechner-sensors.com/es/documentacion/knowledge/sensor-inductivo
https://www.rechner-sensors.com/es/documentacion/knowledge/sensor-inductivo
https://www.areatecnologia.com/electricidad/rele.html